可编程低通滤波器

1. 模拟低通滤波器和数字低通滤波器的区别

数字滤波器一般不会出现相位偏移，而模拟滤波器则会有相移。通过使用可编程逻辑器件能够很方便的实现数字滤波器的设计。然而只借助可编程器件实现不了模拟滤波器的设计。它的设计通常可以采用电容，电阻和电感的组合来完成。数字滤波器的滤波速度相对来说不是太快，而模拟滤波器有能够快速滤波的电路，信号的输出与输入几乎同步。数字滤波器具有的优势是其可靠性比较高，精度也不低，能够通过编程改变特性，易集成等等。通常模拟滤波器的信号噪声比要比数字滤波器的低一些，这是由于数字滤波器是通过数字设备来执行操作，因此能够消除噪声的干扰如在模拟电路中的电阻热噪声。噪声的主要来源是数字滤波器引入到模拟电路和在模拟系统转换成数字系统的过程中在输入端出现的量化噪声。在对数字系统的操作处理中也许会使噪声增大，因此应该使用适当的结构对数字滤波器进行设计，这样来输入噪声对系统性能的影响便可以大大减弱。
数字滤波器的可靠性要比模拟滤波器高出很多。模拟滤波器电路中的各个电子元器件的特性会由于时间的改变，温度和电压的改变发生漂移,上述的问题在数字电路中并不会出现。若要使数字滤波器以稳定和可靠的方式工作，数字电路就必须在一定
的工作环境之中。数字滤波器具有精度高，可靠性高，并且数字滤波器有很强的灵活性，只要把程序参数稍作修改便能够获得滤波器的相应性能。另外就是数字滤波器能够使一个计算机有多个信号被操作处理，并且能够进行分时复用，能处理几赫兹频率信号。数字滤波器可靠性很强，不容易受环境温度影响等。但是，如果想要频域过渡区能够迅速衰减，它必须要有大量的计算工作。
模拟滤波器的优点还有就是模拟系统可以在较高的频率下工作，此频率在数字设备能够到达的最高时钟频率之上。其次，有时模拟解决方案要比数字解决方案更具成本效益。模拟滤波器在自身优越之处的研究价值还是很不错的。一般在数字系统的前面，通常有一结构能够对微弱信号进行预处理，该结构经常借助模拟滤波器完成。一般抽样量化开始时，还需要用模拟滤波器进行限制处理信号的最高频率。

2. 数字滤波器可以实现什么常用的功能，和模拟滤波器的区别在哪儿

滤波器就是频率选择器，选出需要的频率成分，把不需要的频率成分去掉。描述频率成分的应是频率空间，即对原始信号作傅里叶变换的频谱空间，在频谱空间上让那些需要的频率成分乘以1，就保留了，不需要的频率成分乘以0，就滤除了。数字滤波器正是根据以上原理，在频域里设计好滤波器的传递函数，与原始信号的傅里叶变换相乘，再反傅里叶变换回去就可以了。当然，也可以把传递函数作反傅里叶变换，得到时域（一维信号）或空域（二维信号）的模板，用模板对原始信号卷积就可以了。
数字滤波器利用了当前点前后的数据，滤波器模板是对称的，因而不会有相移，模拟滤波器由于对于当前点，只有过去的信号可以利用，将来的信号未知，即模拟滤波器不是对称的滤波器，因而必定存在相移。数字滤波器很容易用逻辑器件、可编程器件实现，而模拟滤波器不能只用逻辑器件实现，一般需要电阻、电容和电感的组合电路实现。
数字滤波器的滤波速度相对比较慢，模拟滤波器滤波速度非常快，因为对于电路来说，信号输入后几乎不用延时就有信号输出了
希望能帮到你。

3. 基于dsp的 f.i.r低通滤波器设计

题目：利用DSP的FIR滤波器设计

数字处理器（DSP）有很强的数据处理能力，它在高速数字信号处理领域有广泛的应用，例如数字滤波、音频处理、图像处理等。相对于模拟滤波器，数字滤波器没有漂移，能够处理低频信号，频率响应特性可做成非常接近于理想的特性，且精度可以达到很高，容易集成等。使用可编程的DSP芯片实现数字滤波可以通过修改滤波器的参数十分方便地改变滤波器的特性，下面主要说明利用TMS320VC54x DSP芯片设计实现FIR数字滤波器。
设计目的意义
一个实际的应用系统中,总存在各种干扰，所以在系统设计中,滤波器的好坏将直接影响系统的性能。使用DSP进行数字处理，可以对一个具有噪声和信号的混合信号源进行采样,再经过数字滤波,滤除噪声,就可以提取有用信号了。所以说，数字滤波器是DSP最基本的应用领域，熟悉基于DSP的数字滤波器能为DSP应用系统开发提供良好的基础。
技术指标
1、数字滤波器的频率参数主要有：①通带截频：为通带与过渡带的边界点，在该点信号增益下降到规定的下限。②阻带截频：为阻带与过渡带的边界点，在该点信号衰耗下降到规定的下限。③转折频率：为信号功率衰减到1/2(约3dB)时的频率，在很多情况下，也常以fc作为通带或阻带截频。④当电路没有损耗时，固有频率：就是其谐振频率，复杂电路往往有多个固有频率。
2、增益与衰耗
滤波器在通带内的增益并非常数。①对低通滤波器通带增益，一般指ω=0时的增益；高通指ω→∞时的增益；带通则指中心频率处的增益。②对带阻滤波器，应给出阻带衰耗，衰耗定义为增益的倒数。③通带增益变化量指通带内各点增益的最大变化量，如果通带增益变化量以dB为单位，则指增益dB值的变化量。
3、阻尼系数与品质因数
阻尼系数α是表征滤波器对角频率为ω0信号的阻尼作用，是滤波器中表示能量衰耗的一项指标，它是与传递函数的极点实部大小相关的一项系数。
4、灵敏度
滤波电路由许多元件构成，每个元件参数值的变化都会影响滤波器的性能。
5、群时延函数
在滤波器设计中，常用群时延函数评价信号经滤波后相位失真程度。
以上的几个技术指标是一般滤波器的特性，但在实际应用中，数字滤波器通常用来实现选频操作，因此在利用DSP实现数字滤波器设计中要求的技术指标主要为在频域中给出的幅频响应和相频响应。如下图所示

幅频响应和相频响应特性曲线
对于幅频响应，它的含义是信号通过系统之后的输出信号的幅度与它输入时的信号的幅度的比值，一般以分贝值表示。对于相频响应，含义是信号通过系统之后的输出信号的相位与它输入时的信号的相位之差，在运用线性相频响应指标进行滤波器设计具有如下优点：①只包含实数算法，不涉及复数运算；②不存在延迟失真，只有固定数量的延迟；③可以采用FFT算法，从而提高运行效率；④由于FIR滤波器的单位脉冲响应是有限长序列，故FIR滤波器没有不稳定的问题,且误差较小。
基本原理
利用DSP实现FIR滤波器的设计方法主要有窗函数法和频率抽样法，其中窗函数法是基本的设计方法，这里采用窗函数法设计FIR滤波器。设希望得到的滤波器理想响应为 ,那么FIR滤波器的设计就在于寻找一个传递函数

去逼进 ，设

这里 就是傅立叶级数的系数。在这种逼近中，最直接的一种方法就是从单位脉冲响应 入手，使 逼近理想的单位脉冲响应 。由于 是一个无限长序列，因此，最简单的方法就是对 做截尾处理，即得到一个近似的传递函数

上式中，Q就是最终确定FIR滤波器的阶数，Q越大，近似程度就越高。对 截尾，实际上就是对 乘上一个矩形窗口 ,即

令z= ,则

其脉冲响应系数为 ， ，…， ， ， ，…， ， 。为使 具有因果性，延时Q个样值，可得：

令n+Q=k，上式成为

令 ,N=2Q,得

式中， 是脉冲响应系数，这里 …, ,…, 。
一般来说,FIR数字滤波器输出 的Z变换形式 与输入 的Z变换形式之间的关系如下:

实现结构如下图所示：

Z变换结构图
从上面的Z变换和结构图可以很容易得出FIR滤波器的差分方程表示形式，即对上式进行反Z变换得：

上式为FIR数字滤波器的时域表示方法,其中x(n)是在时间n的滤波器的输入抽样值，根据上式即可对滤波器进行设计。
硬件设计
1、DSP芯片
根据设计原理，实现的核心器件采用美国德州仪器公司生产的低功耗定点数字信号处理器芯片TMS320C5402。选择该芯片主要是因为它是目前最常用的低成本DSP芯片，而且包括以下主要特点：
⑴运算速度快，最快可达532MIPS；
⑵多总线结构，片内共有8 条总线（1条程序存储器总线、3条数据存储总线和4条地址总线）；
⑶CPU采用冯? 诺依曼并行结构设计，使其能在一条指令周期内，高速地完成多项算术运算；
⑷片内集成了4K×16bitROM和16K×16bit的双存取RAM；
⑸丰富的片上外围电路（通用I/O 引脚，定时器，时钟发生器， HPI 接口，多通道缓冲串行口McBSP）使其与外部接口方便；
⑹3.3V I/O电压，1.8V核点压，工作电流平均值为75mA，其中核45mA，I/O约30mA；
⑺144脚BGA封装，使体积减少，功耗降低。
2、AD和DA电路
在本数字滤波器系统中选择了TI公司的TLV1570芯片作为模数转换器件，8通道10位2.7到5.5 V低电压模数转换芯片。TLVl570在3V电压下的采样频率为625KSPS，输入信号最高频率不能超过300K。
由于模数转换选择了10位器件，为了简化程序代码，减少DSP 的运算工作量，在本数字滤波器系统中选择了TI公司的TLV5608芯片，它是一款8通道10位2.7到5.5V低电压数模转换芯片。
3、电源电路
根据DSP芯片工作的电压电流需求，及芯片采用双电源供电对加电顺序的要求，考虑使用TI公司的电源转换芯片TPS73HD318,其输出电压为一路3.3V、一路1.8V，每路电源的最大输出电流为750mA，能满足本系统的供电需求。而且TPS73xx具有非常低的静态电流，能使稳压器输出稳定。
4、时钟电路
C54xx系列的时钟端子为X1和X2/CLKIN，采用无源晶振提供时钟信号，由于DSP有一组端子可以用来调整其工作频率的高低，故对晶振频率大小的选定没有特别的要求，这里选用10Mhz的晶振。
5、复位电路
为了克服DSP系统因时钟频率较高导致在运行时可能发生的干扰和被干扰的现象，最好是使用具有监视（Watchdog）功能的自动复位电路,于是采用专门的自动复位芯片MAX706。MAX706的电源为3.1V～5.0V,低电平复位输出，复位门限为3.08V。
6、未用端子处理
根据使用DSP芯片的相关原则，以及芯片手册具体决定未用端子是接上拉电阻还是悬空。
7、基于上述的各部分电路组成，可以得出DSP数字滤波器的整体硬件电路连线图，如下所示

程序设计
1、设计思路
⑴在DSP进行数字滤波运算前首先要进行初始化，只有正确设置了DSP的初始状态才能保证芯片能正常运行。本系统主要进行以下两方面的初始化：
①寄存器初始化：状态寄存器ST0、状态寄存器ST1、处理器模式控制寄存器PMST、软件等待状态寄存器SWWSR、组交换控制寄存器BSCR和时钟模式寄存器等。
②中断矢量表初始化：根据DSP芯片对各中断矢量的设置位置编写一个子程序；设置PMST控制寄存器；连接时将矢量表重定位到IPTR指定的地址。
⑵其次就是FIR 数字滤波的子程序设计，主要步骤如下：
①查询SPCR11寄存器的第二位，当为1时说明read ready，将DRR11的值读入AR3所指向的地址，该值为最新的采样值。
②将最新的采样值减去200h，然后AR3的值减1。
③执行MAC指令。
④将累加器的值送给变量Y，并将Y加上200h。
⑤查询SPCR20寄存器的第二位，当为1时说明writeready，将Y值赋给DXR10，该值为滤波器输出值。
⑥循环执行上面步骤。
2、程序流程图
依据上述程序设计思路可以得到利用DSP实现FIR滤波器设计的程序流程图，如下

3、程序代码
由于初始化程序部分过于庞大繁杂，这里只给出用MAC指令编程实现FIR低通滤波器的程序片断：
FILT_task1
LD Store_SICX,A
STLM A,ar4
STM #1,ar0 ；间址
STM #28,bk
LD DEM_Out,A
STL A,*ar4+% ；输入信号:实部
STM #Coef_Tab1,ar5 ；滤波器实部系数地址
LD #0,A
STM #27,brc
RPTB SICXU-1
MAC *AR4+0%,*AR5+,A
SICXU LD A,-16,A ；低通滤波结果
LD C7FFF,B
MIN A
NEG B
MAX A
STL A,DEM_Out
LDM AR4,A
STL A,Store_SICX
RET
Coef_Tab1
.word 100 ；h(0)
.word 7 ；h(1)

… ；脉冲响应系数

.word -248
.word -71 ；h(N-1)
.end
总结
通过利用DSP的FIR滤波器设计，对DSP芯片的使用，以及利用DSP芯片组成的基本系统的相关电路有了比较深的认识。熟悉DSP芯片的系统设计和应用开发流程，并利用图书馆、网络、询问同学等方式查找资料和解决相关的难题，这是最基础的工作，也是最关键的步骤。这样做可以培养自己的动手解决问题的能力和独立思考的处事方法，使自己具有技术人员的气质和工作态度，为将来的就业增加优势。
数字滤波器是DSP的典型应用，学会了有助于触类旁通，利于进一步的学习研究，能做到理解其他基于DSP的系统的功能和工作原理。掌握了基于DSP的应用开发，开阔了视野，增长了知识，是进入现代数字信号处理领域重要技能，乃至大规模集成电路的开发也是会用到的基础，今后要予以重视并积极努力去学习。

4. 询问一款可以做-3d截止频率是10Mhz低通滤波器的可编程滤波芯片。。。急急急啊，谢谢~

LM324是不行的，对小信号输入波形性对好点，你这电路应该是用来做DDS的，滤波器有几V的输入时波形会有失真点，而且带宽也就1MHz。如果你的滤波器没有增益的话，可用NE5532，带有增益的话可用LM318（15MHz）或更高带宽的，如MC33282，OP37等

5. 简单低通RC滤波为何反而会引入高频噪声

在这之间加一级低通滤波器的方法，就可将量化噪声过滤掉，从而得到一组精确的数字量〔1，2〕。2
AD770...
在缓冲器中有一级RC低通滤波，过滤掉输入信号中的噪声信号，下一级PGA的功能是可编程调整信号增益

6. 有源滤波的有源滤波器的设计

1．熟悉ispPAC80可编程模拟器件的结构、功能。
2．掌握可编程模拟器件设计有源滤波器的方法。
3．学会使用PAC-Designer软件进行有源滤波器的设计。
4．学会有源滤波器的幅频、相频特性曲线的测试方法。 （一）设计原理
滤波器是一种能使有用频率信号通过而同时抑制（或衰减）无用频率信号的电子电路或装置。在工程上，常用它来进行信号处理，数据传送或抑制干扰等。以往滤波器主要采用无源元件R、L、和C组成，目前一般用集成运放、R、C组成，常称为有源滤波器。
在一个实际的电子系统中，有时输入信号往往受干扰等原因而含有一些不必要的成分，应当把它衰减到足够小的程度。而在另一些场合，有时我们需要的信号和别的信号混在一起，应当 设法把我们需要的信号挑出来。要解决这些问题都需要采用有源滤波器。
用在系统可编程模拟器件实现有源滤波器的设计非常方便。通常用三个运算放大器就可以实现双二阶型函数的电路。而双二阶型函数能实现所有的滤波器函数，如低通、高通、带通、带阻。双二阶函数的表达式如3-17-1所示，式中m=1或0，n=1或0。
3-17-1
这种电路的灵敏度相当低，电路容易调整。另一个显着特点是只需增加少量的元件就能实现各种滤波函数。3.16节可知ispPAC10、ispPAC20器件结构与功能，实现这样的电路很容易。首先讨论低通滤波器的转移函数如3-17-2式。
3-17-2
3-17-3
3-17-4
3-17-4式可写成3-17-5式形式
b=k1k2 3-17-5
3-17-1为双二阶有源滤波器方框图。
不难看出方框图中的函数可以分别用反相器电路、积分电路、有损积分电路来实现。把各个运算放大器电路代入3-17-1的方框图即可得到3-17-2电路。
然而现在已不再需要电阻、电容、运放搭电路了，调试电路了。利用在系统可编程器件可以很方便的实现此电路。ispPAC10能够实现方框图中的每一个功能块。PAC块可以对两个信号进行求和或求差，K为可编程增益，电路中把K11、K12、K22设置成+1，把K12设置成-1。因此三运放的双二阶型函数的电路用两PAC块就可以实现。在开发软件中使用原理图输入方式，把两个PAC块连接起来。
电路的CF是反馈电容值，Re是输入运放的等效电阻。其值为250kΩ。两个PAC块是输出分别为Vo1和Vo2。可以分别得到两个表达式，3-17-6表达式为带通函数、
3-17-6
3-17-7表达式为低通函数
3-17-7
实际利用ispPAC进行滤波器的设计时，一般在其开发软件PAC-Designer中含有一个宏，专门用于滤波器的设计，设计者只要根据所要求选择不同类型，不同性能指标的滤波器配置电路，不需要自己连接电路，只要输入滤波器的相应指标。如fo、Q等参数，即可自动产生滤波器电路。例如：用ispPAC10或ispPAC20设计时，需要在自动生产的滤波器电路里设置相应的增益和电容值。然后用模拟器模拟出所设计滤波器的幅频和相频特性。并与现实进行较，是否符合技术要求。
例如：根据3-17-6和3-17-7给出的方程，输入相应的技术指标，便可以在PAC Designer软件中滤波器设计的宏里自动产生双二阶滤波器电路，增益和相应电容值根据需要进行设置。开发软件中还有一个模拟器，用于模拟滤波器的幅频和相频特性。
（二）.ispPAC器件设计有源滤波器举例
ispPAC80是lattice公司继ispPAC10和ispPAC20后推出的一种专门用来实现高性能连续时间低通滤波器的模拟可编程器件。该器件内部包含了仪表放大器增益级，内核是一个五阶滤波器，其软件设计方法与ispPAC10、ispPAC20稍有不同。
每一片ispPAC80器件可以同时存储两组不同参数的五阶滤波器配置（cfgA和cfgB）,在进行设计前其默认值是空的（cfgA.unknown,cfgB.unknown）。ispPAC80软件库中含有八千多种不同类型和参数的五阶滤波器库，设计者可以调用该库从而方便地完成设计。例如：先设计第一个配置(cfgA)：双击cfA unkown所在的矩形框，产生如图3-17-7所示的五阶滤波器库。
该库中含有各种不同类型的滤波器，如萨顿斯滤波器(Satons)、巴塞尔滤波器（Bessel）、线性滤波器、高斯滤波器（Gaussian），巴特沃斯滤波器（Butterworth）、椭圆滤波器等，每种类型的滤波器根据其参数值的不同，又分为不同的具体型号，共8244种。设计者只需要具备关于滤波器技术指标等知识，如通带频率、止带频率、止带衰减，相位线性度，群延时等。设计者根据所需要的设计的目标滤波器的各项指标的数据，从数据库里挑选出与目标技术指标比较接近（相差不会超过3.0﹪）的组构方案。比如根据设计设计要求选定一种滤波器，如第4001种（ID号为4000）的椭圆滤波器，双击该ID号，将该种滤波器拷贝进ispPAC80的第一组配置ConfigurationA中。
双击输入使用运放IA图形，可以调整输入增益倍数（1.2.5或10）。同样，双击wakeup=cfgA的梯形图标，可以设置激活配置cfgA或cfgB。在上述设计输入完毕后，软件就可自动完成对滤波器的电路进行连接与参数配置。设计输入完毕后，按Tool=Run Simulator菜单，可对设计进行仿真，方法与3.16节相同。若仿真结果仍与设计要求有所偏差，则还可以调整3-17-8中滤波器的参数C1、C2、C3、C4、L2、L4和C5（双击该处即可进入参数调整状态）。
（二）spPAC80的特性曲线如3-17-10所示，供设计参考 1. 低通五阶滤波器增益为1，转折频率为10kHz，通带内允许最大波动为±1dB。
2. 设计一双二阶有源滤波器，要求实现低通、带通、高通输出。带通中心频率fo为10kHz，低通、高通转折频率均为10kHz，增益为2。 1．画出所设计有源滤波器原理图
2．用PAC-Designer软件根据设计要求设计出滤波器，打印出仿真曲线，并把设计好的滤波器下载到相应的芯片里。
3. 在实验仪器对芯片进行测试，芯片里的滤波器性能指标是否符合要求。
五.实验仪器及器件
所用仪器同3.16
ispPAC20、ispPAC10、ispPAC80适配板各一块。
有源滤波器
70年代初期，日本学者就提出了有源滤波器APF(Active Power Filter)的概念，即利用可控的功率半导体器件向电网注入与原有谐波电流幅值相等、相位相反的电流，使电源的总谐波电流为零，达到实时补偿谐波电流的目的。
与无源滤波器相比，AFP具有高度可控性和快速响应性，能补偿各次谐波，可抑制闪变、补偿无功，有一机多能的特点;滤波特性不受系统阻抗的影响，可消除与系统阻抗发生谐振的危险;具有自适应功能，可自动跟踪补偿变化着的谐波。

7. in normally和in normal的区别

只有in normal+名词，这个词组，前面的不对。
in normal times
平时; 在正常时期
in normal condition
在正常情况下

8. 关于用ip核设计FIR滤波器的问题，请高人赐教啊。。

在测控系统中用IP核实现D/A转换
技术分类： EDA工具与服务 | 2008-01-31
来源：单片机及嵌入式系统应用 李艳萍
在各类电子系统中，数字电路所占比重越来越大。这主要是因为数字电路相对于模拟电路有一些突出的优点，例如：

*数字电路中的有源器件工作在饱和区与截止区，工作状态稳定；

*数字电路处理的是二值信号，易于存储和再生；

*数字电路是由大量相同的基本单元，如门、触发器等所组成，易于大规模集成，易于自动化设计工具的应用等。

由于数字电路的以上特点，再加上数字计算机和数字信号处理技术的迅速发展，使得数字电路从集成规模、应用范围及设计自动化程度等方面大大超过了模拟电路，越来越多的由模拟电路实现的功能转由数字电路实现，进入了电子系统数字化的时代。

在测控系统采用数字化技术，将原来由模拟电路实现的D/A由数字电路实现。

1IP核介绍

IP（知识产权）核将一些在数字电路中常用，但比较复杂的功能块，如FIR滤波器、SDRAM控制器、PCI接口等设计成可修改参数的模块。IP核的重用是设计人员赢得迅速上市时间的主要策略。随着CPLD/FPGA的规模越来越大，设计越来越复杂（IC的复杂度以每年55%的速率递增，而设计能力每年仅提高21%），设计者的主要任务是在规定的时间
周期内完成复杂的设计。调用IP核能避免重复劳动，大大减轻工程师的负担，因此使用IP核是一个发展趋势。

IP核包括硬IP与软IP。可配置IP是参数化后的可重定目标IP，其优点是可以对功能加以裁剪，以符合特定的应用。这些参数包括总线宽度、存储器容量、使能或禁止功能块。

硬IP最大的优点是确保性能，如速度、功耗等。然而，硬IP难以转移到新工艺或集成到新结构中，是不可重配置的。

软IP是以综合形式交付的，因而必须在目标工艺中实现，并由系统设计者验证。其优点是源代码灵活，可重定目标于多种制作工艺，在新功能级中重新配置。

不过目前大多数库是收费的，但也可以从网上下载一些免费的IP核。

2用IP核实现的D/A转换器的功能及特点

数字到模拟转换器（DACs）将一个二进制数转换为与之对应的电压值，目前常用的D/A转换器都是由电阻或电容加权网络、受码元控制的开关和基准电压或电流源组成。当D/A转换器需要转换的信号每次取样字长很长时，对这些电路的精度要求很高，并且还必须在整个温度范围和整个使用寿命期间内保持电路参数的稳定。例如，一个16位的D/A转换器，其MSB的精度必须在1/216以内，这是很困难的。所以，需寻求一种中保持高分辨率又可降低对电路精度和稳定度要求的方法。

可综合的Delta-SigmaDAC（术语Delta-Sigma分别指算术差与和，即Δ-∑DAC），是Xilinx公司提供的免费IP核，可从网上下载得到。

Delta-SigmaDAC使用数字技术，因而它不温度的影响，并且能在一片可编程逻辑器件中实现。避免在D/A转换器中使用匹配电阻，不仅能更便宜，而且，其转换是线性的。Delta-SigmaDAC实际上是高速单个位的DAC，用数字反馈技术，在输出端产生一串脉冲。脉冲串中信号为高电平的时间部分与二进制输入成比例，当这个脉冲串通过一个模拟低通滤波器后就得到一个模拟输出信号。

图1是一个典型的可编程逻辑器件实现的DAC的顶层电路图，输入信号有复位信号、时钟信号以及二进制数据总线。输出DACoutDrvr驱动一个外部的低通滤波器Vout能从0V～Vcco。这里Vcco是FPGAI/O块的供电电压。输入/输出详细说明如表1所列。

表1输入输出描述表信号方向

描述DACOUT输出驱动外部低通滤波器的脉冲串（通过一个输出驱动器）DACIN输入数字输入总线，值必须设置成钟的正沿clk输入正沿有效Reset输入复位信号初始化SigmaLatch和输出D触发器

DAC的二进制输入是一个无符号数。“0”代表最低电压，输出的模拟电压也只有正的。“0”输入产生0V输出，输入端全“1”，则输出近似达到Vcco。

图2是Delta-SigmaDAC的原理框图，二进制输入的位宽是可变的。为简单起见，电路原理图描述了一个8位二进制输入的DAC。

在这个器件中，二进制加法器用来产生和，也用来产生差。尽管DeltaAdder的输入是无符号数，两个加法器的输出却都是有符号数。 DeltaAdder计算DAC输入和当前DAC输出的差，并用一个二进制数表示。因为DAC的输出是一个单个的位，因此它不是1就是0。如图2所示，当输入加上由SigmaLatch的输出的两个拷贝与0构成的10位数，就产生差值，这也补偿了DACIN是无符号数的事实。SigmaAdder将它原来的输出（保存在SigmaLatch中）与当前的DeltaAdder的输出相加。

9. 数字滤波器的概述

数字滤波器对信号滤波的方法是：用数字计算机对数字信号进行处理，处理就是按照预先编制的程序进行计算。数字滤波器的原理如图所示，它的核心是数字信号处理器。

如果采用通用的计算机，随时编写程序就能进行信号处理的工作，但处理的速度较慢。如果采用专用的计算机芯片，它是按运算方法制成的集成电路，连接信号就能进行处理工作，处理的速度飞快，但功能不易更改。如果采用可编程的计算机芯片，那么，装入什么程序机器就能具有什么功能。这种可编程芯片的优点很多，是现代电子产品的首选。如果是对模拟信号进行处理，则需要添加模数转换器和数模转换器。
参考《数字信号处理》杨毅明着p.183-184，机械工业出版社2012年发行。
数字滤波器是按照程序计算信号，达到滤波的目的。通过对数字滤波器的存储器编写程序，就可以实现各种滤波功能。对数字滤波器来说，增加功能就是增加程序，不用增加元件，不受元件误差的影响，对低频信号的处理也不用增加芯片的体积。用数字滤波方法可以摆脱模拟滤波器被元件限制的困扰。
数字滤波器一词出现在60年代中期。由于电子计算机技术和大规模集成电路的发展，数字滤波器已可用计算机软件实现，也可用大规模集成数字硬件实时实现。
数字滤波器是一个离散时间系统（按预定的算法，将输入离散时间信号(对应数字频率)转换为所要求的输出离散时间信号的特定功能装置）。应用数字滤波器处理模拟信号（对应模拟频率）时，首先须对输入模拟信号进行限带、抽样和模数转换。数字滤波器输入信号的数字频率（2π*f/fs,f为模拟信号的频率，fs为采样频率，注意区别于模拟频率),按照奈奎斯特抽样定理，要使抽样信号的频谱不产生重叠，应小于折叠频率（ws/2=π)，其频率响应具有以2π为间隔的周期重复特性，且以折叠频率即ω=π点对称。为得到模拟信号，数字滤波器处理的输出数字信号须经数模转换、平滑。数字滤波器具有高精度、高可靠性、可程控改变特性或复用、便于集成等优点。数字滤波器在语言信号处理、图像信号处理、医学生物信号处理以及其他应用领域都得到了广泛应用。
数字滤波器有低通、高通、带通、带阻和全通等类型。它可以是时不变的或时变的、因果的或非因果的、线性的或非线性的。应用最广的是线性、时不变数字滤波器，以及f.i.r滤波器。

10. M法与T法在编码器测速方面的区别和频率问题

一、M/T法测速
该方法属于数字式测速，通常由光电脉冲编码器、直线光栅尺、感应同步器、旋转变压器、直线磁栅尺等传感器来完成。
该类转子位置传感器发出的脉冲信号，可在可编程计数器8253的配合下，基于微机系统采用M??T法对电机转速实现高精度的数字测量，这类传感器一般都输出两组相位相差90°的脉冲序列A、B,根据A、B的相位关系可以鉴别电机转
向，同时还可以进行四倍频处理，以减少通过M/T法获取速度反馈信号的纹波。
其基本原理是：电机每转一圈，传感器输出的脉冲数一定，随着电动机转速和输出脉冲频率的不同，频率与转速成正比，能测量其频率，通过软件计算就能得到速度，鉴相电路还能同时反映实际转速的方向。
二、F/V测速
各种原理的数字脉冲测速机，主要有编码器和电磁式脉冲测速机。
就位置伺服系统来说，它的速度环一般习惯上还是采用速度的模拟量反馈，而不是数字量反馈，因此基于计数器和微机软件实现的M/T法测速，还需增加D/A转换，也有一些系统采用编码器的测速脉冲经f/v变换获得速度的模拟量，或者由转子位置传感器的脉冲信号经f/v变换获得速度的模拟量。
F/V法测速原理是：电机每转输出的脉冲信号频率与电机转速成正比，然后通过频压变换将脉冲信号转换成反映转速高低的模拟电压。
为了反映转速的方向，要有旋转方向自动切换功能。
测速精度与编码器每转脉冲数以及f/v变换电路时间常数的选择有关，每转脉冲数越多，测速越精确，这在低速段尤为重要。
为保证f/v线性变换，f必须变成宽度一定的脉冲，事先由单稳电路定宽，然后经由运放组成的低通滤波器把频率变换为直流电压。